垂直提升連續(xù)輸送技術(shù)的研究應(yīng)用

1、垂直提升連續(xù)輸送技術(shù)的研究應(yīng)用上海分院成立了聯(lián)合課題組,針對(duì)上海地區(qū)地質(zhì)條件的特別性以及對(duì)環(huán)保的嚴(yán)格要求等因素舉行技術(shù)攻關(guān),主要針對(duì)不同物理特性的物料(砂性土、粘性土等)舉行實(shí)驗(yàn),以取得相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)參數(shù)以及針對(duì)粘土的卸料、清掃等難點(diǎn)的解決措施。本課題討論的主要內(nèi)容:(1)垂直提升延續(xù)運(yùn)送機(jī)型挑選,要求系統(tǒng)高效率運(yùn)行時(shí)低噪音、高牢靠性。垂直提升延續(xù)運(yùn)送技術(shù)可以通過(guò)多種途徑達(dá)到目的,按照對(duì)上海地鐵工地泥土土質(zhì)的調(diào)研和分析,在煤炭行業(yè)延續(xù)運(yùn)送技術(shù)中堆積的閱歷,確定采納波紋擋邊帶式輸送機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于波紋擋邊帶式輸送機(jī)能按照各種特別場(chǎng)合的需要,傾角從090°隨意布置,能實(shí)現(xiàn)在極短的距離

2、內(nèi),將物料從水平轉(zhuǎn)換到90°提升的能力。為了取得較好的加料及卸料效果,實(shí)驗(yàn)臺(tái)采納z形布置形式,在尾部水平段加料,在頭部水平段舉行卸料。(2)地鐵施工過(guò)程中運(yùn)送各種不同物料的高適應(yīng)性要求,從而保證迅速延續(xù)運(yùn)送,達(dá)到盾構(gòu)迅速掘進(jìn)配套運(yùn)送的要求。特殊是上海特別土質(zhì)(黏泥、泥沙)這一國(guó)際公認(rèn)特別特性物料的要求。為了滿足地鐵盾構(gòu)后配套施工的適應(yīng)性要求,主要的關(guān)鍵技術(shù):(1)波紋擋邊帶的結(jié)構(gòu)、橫隔板外形及銜接技術(shù)波紋擋邊帶的基帶、波紋擋邊、橫隔板之間采納較高強(qiáng)度的硫化和螺栓聯(lián)接技術(shù),其中波紋擋邊硫化在基帶的兩邊,橫隔板與基帶及波紋擋邊的聯(lián)接均采納螺栓緊固,更換便利。(2)黏土質(zhì)物料的牢靠卸料和清

3、掃技術(shù)在輸送黏土物料時(shí),依賴重力的作用不能將其有效地卸下,留在輸送帶上的殘余物料被帶回回程分支,造成改向滾筒、回程托輥上積垢而導(dǎo)致輸送帶打滑、跑偏、磨損,滾筒、托輥過(guò)早損壞,影響輸送機(jī)正常運(yùn)行,故必需用清掃裝置清除粘在輸送帶上的殘余物料。因?yàn)椴y擋邊帶具有橫隔板,不能用常用的刮板式清掃器和毛刷式清掃器,可以采納振動(dòng)式清掃器和噴水式清掃器。噴水式清掃器除了需要充沛的水源和高壓泵外,還需要有排污系統(tǒng)或污,以滿足城市施工環(huán)保要求。香港九廣鐵路西鐵地鐵建設(shè)就是用法噴水式清掃器和污水處理系統(tǒng),但其價(jià)格超過(guò)盾構(gòu)和主機(jī)的價(jià)格,達(dá)到幾千萬(wàn)美元。采納振動(dòng)式清掃器,在上水平卸料段安裝了由主動(dòng)拍打器和被動(dòng)拍打器組合

4、而成的聯(lián)合清掃裝置。主動(dòng)拍打器由電機(jī)驅(qū)動(dòng)拍打裝置打擊輸送帶,被動(dòng)拍打器是一種由若干個(gè)沿圓周均布的托輥組成的振動(dòng)清掃裝置,隨輸送帶運(yùn)行,托輥間斷地沖擊輸送帶引起振動(dòng),兩者的工作原理都是拍打擋邊輸送帶的非工作面,將粘附在擋邊、隔板及基帶上的物料振動(dòng)下來(lái),達(dá)到清掃的目的。拍打器接觸輸送帶的部件必需能轉(zhuǎn)動(dòng),以防止在輸送帶面上滑動(dòng)接觸,損壞輸送帶。主動(dòng)拍打器安裝位置距離卸料滾筒應(yīng)盡可能近,以能用法滾筒面所提供的徹低支承的輸送帶平面。拍打器旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)與卸料滾筒全都,打擊速度和幅度應(yīng)當(dāng)都可調(diào)整,以取得最佳卸料狀態(tài),并可在發(fā)生共振時(shí)舉行調(diào)節(jié)。為了能確保該技術(shù)攻關(guān)討論的勝利,按照煤炭科學(xué)討論總院上海分院在煤炭行

5、業(yè)延續(xù)運(yùn)送中堆積的技術(shù)閱歷,并結(jié)合上海地鐵的實(shí)際狀況,先組建模擬工況條件下的實(shí)驗(yàn)臺(tái),通過(guò)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的型式實(shí)驗(yàn),對(duì)垂直提升延續(xù)運(yùn)送技術(shù)在上海地鐵隧道的應(yīng)用舉行討論實(shí)驗(yàn),取得了該項(xiàng)技術(shù)在領(lǐng)域應(yīng)用的階段性成績(jī)。實(shí)驗(yàn)勝利后創(chuàng)造出結(jié)構(gòu)更合理的垂直提升延續(xù)運(yùn)送設(shè)備,達(dá)到地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)要求。2垂直提升輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)概述垂直提升延續(xù)輸送系統(tǒng)由波紋擋邊帶式輸送機(jī)(見(jiàn)圖1)和轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)組成。波紋擋邊帶式輸送機(jī)主要由波紋擋邊輸送帶、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、機(jī)尾拉緊裝置、改向裝置和清掃裝置等組成。2.1波紋擋邊輸送帶它由基帶、波紋擋邊及橫隔板組成,以一般輸送帶作為基帶,在其兩邊粘結(jié)(硫化)上波紋擋邊,并在2條波紋擋邊

6、之間的基帶上,按一定的間距聯(lián)接(硫化或用螺栓聯(lián)接)上橫隔板。 (1)基帶基帶的形狀與一般輸送帶相同,但橫向剛度普通比一般輸送帶的大。其抗拉體材料(芯層)采納尼龍帆布,主要承受拉力,在芯體的上下面外加特別加強(qiáng)層,增強(qiáng)橫向剛性,再籠罩上一定厚度的膠,提高用法壽命。(2)波紋擋邊擋邊做成波紋狀是為了使輸送帶能順當(dāng)?shù)乩@過(guò)滾筒和凸凹弧區(qū)段,以滿足輸送線路的要求。同時(shí)也使擋邊上部不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的附加應(yīng)力。擋邊的波形可以是齒形、s形、w形和wm形,目前多用s形。(3)橫隔板在波紋擋邊之間的基帶上,按一定的間距粘結(jié)橫隔板,橫隔板間距是按照輸送量、輸送機(jī)傾角和物料粒度等諸多因素來(lái)確定的。為了提高輸送能力,避開浮現(xiàn)

7、撒料現(xiàn)象,則需要較小的隔板間距。但是為了取得較好的加料和卸料效果,則要求有較大的隔板間距。2.2驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置是波紋擋邊輸送機(jī)的動(dòng)力部分,它主要由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器和制動(dòng)器等組成。電機(jī)是驅(qū)動(dòng)單元的動(dòng)力源,通過(guò)變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速,滿足不同實(shí)驗(yàn)速度的需要。2.3傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置主要由傳動(dòng)滾筒、機(jī)頭架等組成。傳動(dòng)滾筒是將驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力,通過(guò)摩擦力傳遞給波紋擋邊帶使之運(yùn)行的部件。傳動(dòng)滾筒的表面包上橡膠,增大傳動(dòng)滾筒與波紋擋邊帶之間的摩擦系數(shù),減小滾筒表面的磨損。2.4改向輪改向輪用于擋邊帶凸弧段的下分支或凹弧段的上分支,它們托在或壓在波紋擋邊輸送帶有波紋擋邊和橫隔板的一面,其作用是轉(zhuǎn)變輸送

8、帶運(yùn)行方向。改向輪有單式和復(fù)式2種。單式改向輪支在擋邊輸送帶的空邊上,復(fù)式改向輪的大輪支在擋邊輸送帶的空邊上,小輪支在擋邊輸送帶的擋邊頂部。2.5托輥和擋輥托輥主要有上托輥、下托輥、緩沖托輥、凸弧段托輥和凹弧段托輥。上托輥用于支承輸送帶及其上的物料,下托輥用于支承輸送帶,緩沖托輥安裝在擋邊機(jī)的受料段,以減小物料的沖擊,使之穩(wěn)定運(yùn)行,延伸輸送帶的用法壽命。凸弧段托輥和凹弧段托輥都是成組用法,相當(dāng)于改向滾筒,前者用于支承凸弧段輸送帶及其上的物料,后者用于壓住凹弧段輸送帶。波紋擋邊輸送機(jī)的托輥都是采納平托輥。擋輥安裝在凸弧段和凹弧段的基帶上分支的兩側(cè),普通成組用法,用于防止輸送帶跑偏。2.6清掃裝置

9、清掃裝置用于清掃輸送帶上粘附的物料,本機(jī)設(shè)有頭部清掃器和尾部清掃器。在輸送黏性大的物料時(shí),采納一種清掃裝置往往不能把輸送帶徹低清掃整潔,可采納聯(lián)合清掃裝置。頭部清掃器就是采納了聯(lián)合清掃裝置,由主動(dòng)拍打器和被動(dòng)拍打器組合而成。工作原理都是拍打擋邊輸送帶的非工作面,從而將粘附在擋邊、隔板、及基帶上的物料振動(dòng)下來(lái),達(dá)到清掃的目的。安裝位置距離卸料滾筒應(yīng)盡可能近。尾部清掃器采納一般空段清掃器,逼近機(jī)尾改向滾筒安裝,用來(lái)清掃撒落在回程分支輸送帶上的物料,防止物料夾在輸送帶與尾部滾筒之間,發(fā)生輸送帶跑偏,損壞滾筒和輸送帶,影響輸送機(jī)的正常運(yùn)行。2.7拉緊裝置拉緊裝置是使輸送帶具有足夠的張力,保證輸送帶與傳

10、動(dòng)滾筒之間產(chǎn)生足夠的摩擦力使輸送帶不打滑,并限制輸送帶在各托輥之間的垂度,使輸送機(jī)正常運(yùn)行。本機(jī)采納螺旋拉緊裝置,拉緊滾筒安裝在尾架上的滑架中,通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)尾架上的螺桿使?jié)L筒前后移動(dòng),以調(diào)整輸送帶的張力。螺旋拉緊裝置結(jié)構(gòu)容易,操作便利。2.8機(jī)架機(jī)架是用于支承滾筒、改向輪、改向托輥組及承受輸送帶張力的裝置,本機(jī)機(jī)架采納了結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、強(qiáng)度高的矩形機(jī)架。2.9電氣控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)電氣控制采納就地控制,挨次啟動(dòng),變頻調(diào)速,以接觸器、繼電器為主要電氣控制手段。實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送機(jī)的起動(dòng)預(yù)警、停車、緊張停車、故障庇護(hù)等操作,具有電機(jī)電流、輸送帶速度和設(shè)備運(yùn)行及故障狀態(tài)的led顯示功能。系統(tǒng)布置故障沿線緊張停車的拉線

11、開關(guān)、防跑偏開關(guān)、信號(hào)電鈴。3實(shí)驗(yàn)參數(shù)選取與結(jié)論本系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)必需與上海地鐵隧道掘進(jìn)的盾構(gòu)的主要技術(shù)參數(shù)相匹配。實(shí)驗(yàn)臺(tái)參數(shù)的選取盡量符合實(shí)際用法工況,按照盾構(gòu)掘進(jìn)的尖峰速度計(jì)算,盾構(gòu)的最大出土速度為180t/h,盾構(gòu)后面轉(zhuǎn)載帶式輸送機(jī)的帶速為1.6m/s,通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算,確定實(shí)驗(yàn)用垂直提升輸送機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下:經(jīng)過(guò)對(duì)地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)不同特性泥土的多次實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論如下:(1)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置主要元部件的性能滿足要求,運(yùn)行牢靠。(2)波紋擋邊帶的橫隔板采納tc型結(jié)構(gòu)后,橫隔板間距在300mm左右比較合適,間距太小(如200mm)時(shí),黏性泥土不易徹低進(jìn)入波紋擋邊和橫隔板之間,有泥土擱在橫隔板上,在

12、垂直段會(huì)落下來(lái)。間距太大(如大于400mm)時(shí),泥土在垂直段會(huì)超出橫隔板掉下來(lái)。(3)僅采納被動(dòng)拍打器時(shí),黏土物料在機(jī)頭滾筒處挺直卸料的約30%,上水平卸料段落料約60%,垂直回程段和機(jī)尾水平回程段的落料約10%,帶速越高,回料越嚴(yán)峻。即用法高壓水槍沖洗波紋擋邊帶上的殘余粘土,因?yàn)樵谶\(yùn)行中,清掃效果并不抱負(fù)。黏土用長(zhǎng)溜槽轉(zhuǎn)載時(shí),易造成物料飛濺、阻塞,影響系統(tǒng)的延續(xù)運(yùn)送。(4)增強(qiáng)機(jī)頭上水平卸料段的長(zhǎng)度,有利于充實(shí)卸料條件,在增強(qiáng)了一套主動(dòng)拍打器后,基本上解決了卸料和清掃難題,泥土經(jīng)過(guò)卸載滾筒和主、被動(dòng)拍打器的振動(dòng),在機(jī)頭水平卸料段內(nèi)落下,經(jīng)頭部卸料平型輸送帶集料機(jī)回收,卸到轉(zhuǎn)載輸送機(jī)上,實(shí)現(xiàn)了物料的延續(xù)循環(huán)輸送,運(yùn)行狀況良好。(5)無(wú)論是砂性土還是黏性土,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都沒(méi)有發(fā)生飛料現(xiàn)象;用法高分子聚乙烯橫隔板時(shí)黏泥狀況與橡膠橫隔板相差并不顯然。垂直提升運(yùn)送系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各項(xiàng)討論內(nèi)容達(dá)到了預(yù)期的要求,解決了粘土物料的垂直提升、卸料和清掃等技術(shù)難題。4實(shí)際應(yīng)用狀況目前垂直提升延續(xù)運(yùn)送系統(tǒng)已應(yīng)用到上海明珠線二期工程浦東南路站-南浦大橋站區(qū)間隧道的建設(shè)中,它與水平帶式輸送機(jī)銜接組成泥土的延續(xù)運(yùn)送系統(tǒng),系統(tǒng)運(yùn)行中遇到了一些諸如輸送帶跑偏、滾筒軸承損毀等機(jī)械故障以及對(duì)不同土質(zhì)的適應(yīng)性問(wèn)題,但總體來(lái)說(shuō),運(yùn)行是正常的,應(yīng)用是勝利